razdelenie1 (Лекции от Цветкова)
Описание файла
Файл "razdelenie1" внутри архива находится в папке "Лекции от Цветкова". Документ из архива "Лекции от Цветкова", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология и оборудование микро и наноэлектроники" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология и оборудование микро и наноэлектроники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "razdelenie1"
Текст из документа "razdelenie1"
Разделение пластин
Технология производства интегральных схем на стадии подготовки кристаллов и плат к сборке в корпусах предусматривает разделение полу проводниковой пластины, диэлектрической подложки с функциональными схемами на отдельные кристаллы (платы). Полупроводниковая пластина поступающая на операцию разделения и аккумулирующая в себе значительные трудовые и материальные" затраты, обладает большой стоимостью. Это обстоятельство налагает высокую ответственность на операцию разделения, определяет ее важное место во всей технологической цепочке производства
Назначение: технологическая операция разделения пластин применяется для разделения полупроводниковых пластин на отдельные кристаллы.
Методы:
-
резка диском с внешней режущей кромкой
-
резка стальными полотнами
-
разделение скрайбированием с последующей ломкой
-
ультразвуковая резка
-
разделение пластин травлением
Из вышеперечисленных методов оказались наиболее эффективными:
-
скрайбирование лазером или алмазным резцом с последующей ломкой
-
резка алмазным диском
Схемы процессов и методы их реализации:
-
Скрайбирование
Суть метода заключается в том, что на поверхность полупроводниковой пластины резцом или лучом лазера делают небольшую риску,вокруг которой концентрируются механические напряжения, ослабляющие материалы.
Скрайбирование является одним из методов разделения пластин на кристаллы, заключающееся в том, что на поверхность Полупроводниковой пластины резцом, лазерным лучом или другими способами наносят неглубокую риску (англ. scribe), вокруг которой концентрируются механические напряжения, ослабляющие материалы. Основным достоинством метода скрайбирования наряду с высокой производительностью и культурой производства является: малая ширина прорези, а, следовательно, и отсутствие потерь полупроводникового, материала, которых невозможно избежать при использовании других методов разделения пластины на кристаллы. Наиболее широко скрайбирование используют в планарной технологии изготовления ИС, когда на пластине уже сформированы полупроводниковые структуры.
Достоинства: малая ширина прорези, отсутствие потерь полупроводникового материала.
Разделение осуществляется в две стадии: вначале пластины скрайбируют, для чего риски наносят между готовыми структурами по свободному полю в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а затем разламывают по рискам на прямоугольные или квадратные кристаллы. Разламывание производится на специальном технологическом оборудовании.
Лазерное скрайбирование полупроводниковых пластин: надрез образуется не механическим, а электрофизическим способом - путём испарения узкой полосы полупроводникового материала с поверхности пластины с помощью сфокусированного лазерного пучка, имеющего большую мощность излучения.
Преимущества лазерного скрайбирования:
- на рабочей поверхности пластины не происходит образования микротрещин и сколов вследствие отсутствия механического контакта "режущего инструмента" (лазерного луча) с полупроводниковым материалом
-
скорость скрайбирования может быть увеличена в несколько раз (до 100 - 200 мм/с) благодаря тому, что луч лазера всегда контактирует с поверхностью пластины
-
возможно скрайбирование пластин с любым, в том числе с диэлектрическим покрытием; возможно не только скрайбирование на различную глубину, но и сквозное разделение пластины (без последующего разламывания их на кристаллы).
Современные установки лазерного скрайбирования позволяют получать риски шириной около 30 мкм и глубиной не менее 50 мкм при скорости скрайбирования свыше 50 - 100 мм/с. Зона термического воздействия лазерного излучения составляет при этом не более 50 - 75 мкм, включая ширину риски. Скрайбирование на большую глубину, в том числе сквозное разделение (на глубину до 200 мкм), выполняют с меньшей скоростью (5-10 мм/с).
Недостатки лазерного скрайбирования:
-
сложность и высокая стоимость оборудования
-
необходимость специальных мер защиты
Разделение разламыванием
Наиболее распространенными являются методы разламывания скрайби рованных пластин сферой, полуцилиндром и валиком.
Разламывание сферой
(суть технологическго процесса ясна из рисунка)
Разламывание пластин цилиндрических и сферических опорах позволяет получать кристаллы с соотношением сторон от 1: 1 до 1: 1,5. Радиус кривизны сферы или полуцилиндра для различных размеров кристаллов должен быть различным.
Разламывание валиком(роликом)
Пластину помещают проскрайбированной поверхностью на упругую опору и прокатывают последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях твердым валиком диаметром 10 – 30 мм. Усилие нагружения подбирается в зависимости от жесткости опоры. Меньший диаметр валика и более жесткие опоры используются при меньших отношениях длины кристалла к толщине пластины (1/Н).
Разламывание клином
2. Резка диском
Далее словосочетание «алмазный диск» заменено на ДАР
Достоинства:
-
является наиболее простым и легко осуществимым методом разделения пластин
Механизм резки: каждое алмазное зерно представляет собой микрорезец, который снимает мельчайшие стружки с обрабатываемой поверхности полупроводникового материала. Резка производится на высоких скоростях (около 5000 об/мин), с одновременным участием в резании большого количества алмазных зёрен, и результате чего достигается высокая производительность обработки. При резке выделяется большое количество тепла, поэтому ДАР необходимо охлаждать водой или специальной охлаждающей жидкостью.
Схема процесса
1 - диск
2 - фланцы
3 - охлаждающая жидкость
4 - пластина
5 - клеящая мастика
6 - основание
На рисунке показана схема резки полупроводниковой пластины диском с наружной алмазной режущей кромкой. Диск 1 устанавливается на шпинделе станка и зажимается с двух сторон фланцами 2. В процессе резания алмазный режущий диск вращается с большой скоростью и охлаждается жидкостью 3. Разрезаемую полупроводниковую пластину 4 закрепляют клеящей мастикой 5 на основание 6.
Для операции резания используется установка для прецизионного резания с магнитными зажимными устройствами. На общей оси набирается несколько алмазных дисков что обеспечивает получение большого числа параллельных резов. Подгонка расстояний между дисками осуществляется с помощью металлических прокладок и клиньев из пластмассы.
Обычно для получения максимальной производительности требуются высокие скорости резания. Выбор конкретной скорости определяется следующими факторами: число дисков на оси, размеры и концентрация алмазных кристаллов на диске, требуемое качество обработки края подложки и желательный срок службы диска. Для получений чистых, близких к полированным краев, применяется резка при малой скорости с использованием дисков с мелкозернистыми алмазами с высокой концентрацией покрытия. Увеличения размеров частиц и скорости реза приводит к более глубокой поверхности реза и может привести к появлению зазубрин и растрескиванию.